DESARROLLO DE INGENIERIA DE PROCESO PARA LA

DESARROLLO DE INGENIERIA DE PROCESO PARA LA

DESHIDRATACION DE FRUTAS (CIRUELAS PRESIDENT). Parte 1: Estudio

experimental del proceso combinado de ósmosis y secado por aire caliente

GORI L.M., CROZZA D.E., PAGANO A.M.

Facultad de Ingeniería y Programa Institucional ALIMENTOS – UNICEN

Av. Del Valle 5737, (7400) Olavarría, Buenos Aires, Argentina

apagano@fio.unicen.edu.ar

1. Resumen

El presente Proyecto se llevó a cabo en el Departamento de Ingeniería Química

de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Centro de la

Provincia de Buenos Aires (UNICEN). Comprende el estudio de un proceso de

deshidratación de frutas (ciruelas) por métodos combinados de ósmosis (DO) y

secado por aire caliente (SAC). En la primera etapa se evalúo a nivel

experimental la influencia de distintas variables del proceso tales como

pretratamiento de lavado, tipo de agente osmótico empleado en la

deshidratación osmótica y temperatura del aire de secado, con vistas a

determinar las condiciones operativas óptimas. Se emplearon tres

pretratamientos de lavado (solución 1% p/p de NaOH a 60ºC, agua a 60 ºC,

agua a temperatura ambiente) para eliminar la ceras superficiales y favorecer la

transferencia de masa en la pared celular de la piel. Las muestras fueron

predeshidratadas por ósmosis en soluciones 40% p/p de sacarosa o glucosa a

40°C sin agitación, empleado una relación fruta:jarabe de 1:4. Luego se

completó la deshidratación por secado con aire caliente a temperaturas de 42 y

52°C con velocidad y humedad relativa de aire constantes. Se evaluaron las

variables pérdida de agua (WL), ganancia de sólidos solubles (SG) y contenido

de humedad adimensional (MR).

WL y SG aumentaron con el tiempo durante la DO, resultando siempre WL

mayor que SG. Las mayores WL (31,5%) y SG (5%) se lograron para muestras

lavadas con agua a temperatura ambiente y deshidratadas en sacarosa,

tratamiento con el cual la humedad del producto se redujo de 78,8% b.h. a

64,4% b.h., mientras que los sólidos solubles subieron del 20,0% inicial al

34,0%. Mientras tanto, MR se redujo continuamente a lo largo del proceso

combinado DO+SAC.

El análisis de la varianza demostró que durante la DO tanto el agente osmótico

como su interacción con el pretratamiento de lavado resultaron significativos

(nivel de confianza 95%), sobre la humedad adimensional; en el SAC, la

variable determinante sobre MR resultó ser la temperatura (nivel de confianza

95%).

La menor humedad final (2,5% b.h.) se obtuvo empleando un lavado con agua

a temperatura ambiente, sacarosa como agente osmótico durante la DO y 52°C

como temperatura del aire en el SAC. Este resultado es importante al

extrapolarlo a nivel industrial.

2. Introducción

Las ciruelas deshidratadas son una importante fuente de nutrientes y ello las

hace muy importantes para una dieta saludable. Por sus cualidades son

empleadas en diversos productos alimenticios (barras nutricionales, pastelería,

postres helados, yogurhts).

Las ciruelas pueden deshidratarse artesanalmente por secado solar y con aire

caliente en túneles de secado a nivel industrial. El secado con aire caliente

(SAC) es un buen método de conservación debido a que reduce el contenido

de agua, minimizando así la posibilidad de desarrollo microbiano, los

requerimientos de embalaje (packaging) y los costos de transporte (Cinquanta

y col., 2002). Sin embargo, trae aparejados efectos adversos como cambios en

las propiedades nutricionales y sensoriales debido a la exposición de la fruta a

altas temperaturas durante tiempos largos.

Una alternativa al secado convencional, que permite obtener productos de

mejor calidad y contrarrestar los efectos negativos del SAC, es la

deshidratación osmótica (DO). Esta técnica, además de mejorar la calidad del

producto final (mejor color y sabor), reduce los costos de energía y el empleo

de SO2 (que se emplea para mantener el color, pero degrada el sabor).

Durante la DO se generan dos flujos simultáneos a contracorriente: a) el agua

difunde desde la fruta a la solución, y b) el azúcar difunde desde la solución

hacia la fruta. También ocurre un tercer flujo, que es despreciable con respecto

a los anteriores pero que es importante para la calidad del producto final, en el

cual solutos naturales difunden de la fruta a la solución.

La DO por sí sola no puede ser considerada como un método de preservación

de alimentos, por ello se la emplea como un pretratamiento en lo que se

conoce como “métodos combinados de deshidratación”. La implementación de

estas nuevas tecnologías emergentes trae aparejados diversos beneficios:

mejoras en la calidad del producto deshidratado (mínimo cambio en color,

sabor y degradación química), reducción del uso de energía, reducción de

costos, desarrollo de equipos confiables que requieran poca mano de obra,

desarrollo de procesos estables, etc. (Marcotte y Tanguay, 2005; Paulo y col.,

2006).

3. Objetivos

El presente trabajo se enfoca al estudio de un proceso combinado de

deshidratación de frutas a escala piloto basado en ósmósis y secado por aire

caliente para evaluar distintos aspectos del proceso, tales como pretratamiento

de lavado, tipo de agente osmótico empleado en la deshidratación osmótica y

temperatura del aire de secado, con vistas a determinar las condiciones

operativas óptimas.

4. Metodología

Materiales

Se trabajó con ciruelas frescas (Prunas doméstica L.) variedad President,

cosechadas en el momento óptimo de madurez en la Chacra Experimental de la Facultad de Agronomía UNICEN, con humedad 78,8% b.h. (base húmeda),

contenido de sólidos solubles 20,0 ºBrix, firmeza 6,125 kg y peso promedio por

fruto 86,5 g.

Equipos

Para la DO se empleó una estufa de conducción con control de temperatura

(rango 0-100 ºC, precisión ±0,5 ºC). Para el SAC se usó un secadero túnel de 4

bandejas con control de temperatura y flujo de aire. Las temperaturas de bulbo

seco y húmedo

...